高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 第3課時 鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系課件 魯科版必修第一冊-魯科版高一第一冊化學(xué)課件

1、第第3 3課時課時鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系系知識鋪墊必備知識正誤判斷知識鋪墊必備知識正誤判斷1.繪制鐵及其化合物的“價類”二維圖,并表示各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,示例如下:知識鋪墊必備知識正誤判斷2.補(bǔ)鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗(yàn) 知識鋪墊必備知識正誤判斷3.鐵元素與人體健康 知識鋪墊必備知識正誤判斷【微思考1】如何檢驗(yàn)?zāi)宠F的氧化物中含有Fe2+?提示:取少量固體置于試管中,向其中加入稀鹽酸配制成溶液,加入酸性高錳酸鉀溶液,高錳酸鉀溶液褪色,證明氧化物中含有Fe2+?！疚⑺伎?】堿性氧化物是否都能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿?FeO與硝酸(具有強(qiáng)氧化性)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)嗎?提示:堿性

2、氧化物不一定都能溶于水與水反應(yīng),如FeO、Fe2O3都難溶于水,與水不反應(yīng),因此不能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿。FeO具有還原性,與硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵和氮的氧化物,屬于氧化還原反應(yīng)。知識鋪墊必備知識正誤判斷判斷下列說法是否正確,正確的打“”,錯誤的打“”。1.NaOH溶液滴入FeSO4溶液中產(chǎn)生白色沉淀,隨后變?yōu)榧t褐色,與氧化還原反應(yīng)無關(guān)。()2.Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2。()3.探究維生素C的還原性,可向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液,觀察顏色變化。()4.向CuSO4溶液中加入鐵粉,有紅色固體析出,則Fe2+的氧化性強(qiáng)于Cu2+的氧化性。()5.鐵與過量的

3、硫粉共熱產(chǎn)物是Fe2S3。()6.某含鐵鹽化學(xué)式為Na2FeO4,具有較強(qiáng)的殺菌消毒功能,其中鐵元素的化合價是+6價。()7.Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。()8.向2 mL0.1 molL-1的FeCl3溶液中加足量鐵粉,振蕩,加1滴KSCN溶液,黃色逐漸消失,加KSCN溶液顏色不變,說明還原性:FeFe2+。 ()探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測補(bǔ)鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗(yàn)補(bǔ)鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗(yàn)問題探究問題探究1.補(bǔ)鐵劑所含鐵鹽中鐵元素的價態(tài)有幾種可能?提示:三種,Fe2+或Fe3+或Fe2+和Fe3+。2.如何驗(yàn)證某補(bǔ)鐵劑溶液中含F(xiàn)e2+而不含F(xiàn)e3+?提示:驗(yàn)證某補(bǔ)鐵劑中含F(xiàn)e2+

4、而不含F(xiàn)e3+,可以根據(jù)檢驗(yàn)亞鐵離子的方法完成:取少量溶液置于試管中,先加幾滴硫氰酸鉀溶液,溶液不變?yōu)榧t色,證明補(bǔ)鐵劑中不含F(xiàn)e3+。再加過量氧化劑(補(bǔ)鐵劑中存在較多的抗氧化物質(zhì)如維生素C等),溶液變紅色,證明補(bǔ)鐵劑中含有Fe2+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測深化拓展深化拓展檢驗(yàn)Fe2+的注意事項(xiàng)(1)只含F(xiàn)e2+的溶液。加KSCN溶液前,禁止加氧化性物質(zhì)使Fe2+被氧化。如H2O2、 (H+)等。氧化劑不能選用酸性KMnO4溶液,原因是酸性KMnO4溶液本身顯紫紅色,對Fe(SCN)3的紅色有干擾;酸性KMnO4溶液能氧化KSCN,溶液不變紅色,不能證明不含F(xiàn)e2+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂

5、檢測(2)同時含有Fe2+和Fe3+的溶液。Fe2+對檢驗(yàn)Fe3+無干擾,可以滴加KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+;Fe3+對檢驗(yàn)Fe2+有干擾,不能采用加KSCN溶液的方法檢驗(yàn)Fe2+,通常向溶液中滴加適量酸性KMnO4溶液,溶液紫紅色褪去說明含有Fe2+。(3)檢驗(yàn)鐵的氧化物中是否有+2價鐵時,正確的思路為步驟a中不能選用鹽酸,原因是酸性KMnO4溶液可以氧化HCl。步驟a中不能選用稀硝酸,原因是稀硝酸可以將Fe2+氧化為Fe3+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測典例剖析典例剖析例例1(2019山東濟(jì)南歷城二中月考)實(shí)驗(yàn)室以綠礬(FeSO47H2O)為原料制備補(bǔ)血劑甘氨酸亞鐵(H2NCH2COO)2F

6、e,有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下:實(shí)驗(yàn)過程:.配制含0.10 mol FeSO4的綠礬溶液。.制備FeCO3:向配制好的綠礬溶液中緩慢加入200 mL 1.1 molL-1NH4HCO3溶液,邊加邊攪拌,反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測.制備(H2NCH2COO)2Fe:實(shí)驗(yàn)裝置如下圖(夾持和加熱儀器已省略),將實(shí)驗(yàn)得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體將C中空氣排凈,接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測回答下列問題:(1)步驟中:實(shí)驗(yàn)室配制綠礬溶液時,為防止

7、FeSO4被氧化變質(zhì),應(yīng)加入的試劑為(寫化學(xué)式)。 (2)步驟中:生成沉淀的離子方程式為 。 (3)步驟中:檢查裝置A的氣密性的方法是。 裝置A中所盛放的藥品是(填序號)。 a.Na2CO3和稀硫酸b.CaCO3和稀硫酸c.CaCO3和稀鹽酸確認(rèn)C中空氣排盡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。 加入檸檬酸溶液一方面可促進(jìn)FeCO3溶解,另一個作用是。 洗滌步驟中得到的沉淀,所選用的最佳洗滌試劑是(填序號)。 a.熱水b.乙醇c.檸檬酸溶液若產(chǎn)品的質(zhì)量為17.34 g,則產(chǎn)率為。 探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:(1)Fe(3)關(guān)閉彈簧夾,從長頸漏斗注入一定量的水,使漏斗內(nèi)的水面高于具支試管中的水面,停止加水一段時

8、間后,若長頸漏斗與具支試管中的液面差保持不變,說明裝置不漏氣cD中澄清石灰水變渾濁防止二價鐵被氧化b85%解析:(1)Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,在制備碳酸亞鐵的過程中,為了防止Fe2+被氧化,需加入少量鐵粉。(2)綠礬的水溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)的離子方程式為探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(3)檢查裝置A氣密性的方法:關(guān)閉彈簧夾,從長頸漏斗注入一定量的水,使漏斗內(nèi)的水面高于具支試管中的水面,停止加水一段時間后,若長頸漏斗與具支試管中液面的高度差保持不變,說明裝置不漏氣。裝置A為固液不加熱型制氣裝置,且具有隨開隨用、隨關(guān)隨停的特點(diǎn),所以應(yīng)選擇塊狀不溶于水的CaCO3,酸只能選擇鹽酸,所以c項(xiàng)正

9、確。當(dāng)C中充滿CO2后,CO2開始進(jìn)入D中,使D中的澄清石灰水變渾濁,這時說明C中空氣已經(jīng)排盡。由題中信息可知,檸檬酸具有強(qiáng)還原性,可防止Fe2+被氧化。因甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于乙醇,因此應(yīng)選擇乙醇作為洗滌劑,所以b正確。含0.10 mol FeSO4的綠礬溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.10 mol,因NH4HCO3溶液過量,所以生成(NH2CH2COO)2Fe的物質(zhì)的量為0.10 mol,質(zhì)量為20.4 g,則產(chǎn)率為 100%=85%。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測易錯警示(1)若溶液中只存在Fe2+,加入氫氧化鈉溶液,溶液中出現(xiàn)白色沉淀并迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色。若同時存在Fe3+

10、,加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀,會掩蓋Fe2+的檢驗(yàn)。故溶液中有Fe2+和Fe3+同時存在時不能用氫氧化鈉溶液檢驗(yàn)Fe2+。(2)檢驗(yàn)?zāi)澄粗芤褐惺欠窈現(xiàn)e2+時,不能先滴加氯水,后滴加KSCN溶液。因?yàn)槿粑粗芤褐泻蠪e3+,滴加KSCN溶液時,溶液變成紅色,會干擾Fe2+的檢驗(yàn)。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1在探究某補(bǔ)鐵劑中鐵元素價態(tài)的實(shí)驗(yàn)中,老師取一片該補(bǔ)鐵劑用鹽酸溶解,經(jīng)脫色過濾后,得到250 mL近乎無色的溶液,繼續(xù)加入1滴液溴(已知Br2和Cl2的性質(zhì)相似),振蕩,溶液變?yōu)辄S色。(1)甲同學(xué)認(rèn)為這不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,因溴水本身就呈棕黃色,使溶液變黃色的物質(zhì)是B

11、r2。乙同學(xué)認(rèn)為這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,使溶液變黃色的物質(zhì)是(填粒子的化學(xué)式),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。 探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(2)現(xiàn)提供以下試劑:A.酸性高錳酸鉀溶液B.氫氧化鈉溶液C.四氯化碳D.硫氰酸鉀溶液。請你用兩種方法支持乙同學(xué)的觀點(diǎn),寫出選用的試劑編號及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象:(3)補(bǔ)鐵劑中鐵元素含量的測定通常使用到雙氧水,請寫出將雙氧水滴入該補(bǔ)鐵劑用酸溶解并經(jīng)脫色后的溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。 探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測解析:(1)乙同學(xué)認(rèn)為這是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致,溴單質(zhì)具有強(qiáng)氧化性,能夠?qū)嗚F離子氧化成鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+Br

12、2 = 2Fe3+2Br-;(2)溴易溶于四氯化碳中而不易溶于水中,且四氯化碳與水不溶,根據(jù)四氯化碳層顏色判斷,若有機(jī)層為橙紅色,乙同學(xué)觀點(diǎn)不成立,若有機(jī)層為無色,則說明使溶液呈黃色的物質(zhì)不是溴,乙同學(xué)觀點(diǎn)成立;Fe3+遇KSCN溶液變?yōu)榧t色,向溶液中滴加硫氰酸鉀溶液后,溶液呈紅色,則說明使溶液呈黃色的物質(zhì)是鐵離子。(3)H2O2具有氧化性,可將Fe2+氧化為Fe3+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測含鐵元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化含鐵元素物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化問題探究問題探究1.含有同種價態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間通過什么類型的反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化?含有不同價態(tài)鐵元素的物質(zhì)可以通過什么反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化?提示:含有同種價態(tài)鐵元素的物質(zhì)

13、之間可以通過復(fù)分解反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化,含有不同價態(tài)鐵元素的物質(zhì)可以通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.利用鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系可以解決哪些問題?提示:(1)離子共存問題Fe2+在酸性條件下不能與強(qiáng)氧化性離子大量共存;Fe3+不能與還原性離子大量共存,如:I-、S2-、 等。也不能與OH-、SCN-等大量共存。(2)分離與提純FeCl2(雜質(zhì)FeCl3),加入鐵釘或鐵粉后過濾。FeCl3(雜質(zhì)FeCl2),通入Cl2或滴加氯水或加入“綠色”氧化劑H2O2(2Fe2+H2O2+2H+ = 2H2O+2Fe3+)。(3)溶液的配制與保存探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測深化拓展深化拓展1

14、.不同價態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化(1)鐵及其化合物的制備。亞鐵鹽、鐵鹽的制備:探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(2)亞鐵鹽溶液的保存:加入少量鐵粉防止亞鐵鹽被氧化。如2FeCl3+Fe = 3FeCl2(3)亞鐵鹽、鐵鹽的檢驗(yàn)。FeCl3+3NaOH = Fe(OH)3+3NaCl(生成紅褐色沉淀)FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2+2NaCl(生成白色沉淀)4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3(先生成白色沉淀,迅速變灰綠色,最后變成紅褐色)探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測典例剖析典例剖析例例2(2020北京清華附中高一期中)

15、室溫下,單質(zhì)A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體。在合適反應(yīng)條件下,它們可以按下面框圖進(jìn)行反應(yīng);已知D溶液為黃色,E溶液為無色。請回答:(1)B是,F是(請?zhí)顚懟瘜W(xué)式);(2)反應(yīng)的離子方程式 ;(3)反應(yīng)的離子方程式 。 探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:(1)Cl2FeCl2(2)Fe+2H+ = Fe2+H2(3)2Fe2+Cl2 = 2Fe3+2Cl-解析:單質(zhì)B為黃綠色氣體,可知B為Cl2,C為無色氣體,B與C反應(yīng)生成E,E溶液是無色的,則C為H2,E為HCl,A與鹽酸生成氫氣,A應(yīng)為金屬固體單質(zhì),A與鹽酸反應(yīng)后生成F為A的氯化物,F又能與氯氣反應(yīng)生成D,D溶液為黃色,且A與氯

16、氣可以直接生成D,可推知A為Fe,根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,F為FeCl2,D為FeCl3。(1)由以上分析可知,B為Cl2,F為FeCl2。(2)反應(yīng)為Fe和鹽酸的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為Fe+2H+ = Fe2+H2。(4)反應(yīng)為FeCl2和Cl2的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+Cl2 = 2Fe3+2Cl-。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測易錯提醒(1)溶液中Fe3+與Cu等不活潑金屬反應(yīng)時,Fe3+只能轉(zhuǎn)化為Fe2+。(2)溶液中Fe3+與較活潑金屬如Zn、Al等反應(yīng)時,金屬單質(zhì)足量時:Fe3+Fe2+Fe,金屬單質(zhì)不足時:Fe3+Fe2+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2元素的

17、“價類”二維圖是我們學(xué)習(xí)元素及其化合物相關(guān)知識的重要模型和工具,它指的是以元素的化合價為縱坐標(biāo),以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo)所繪制的二維平面圖像。下圖為鐵元素的“價類”二維圖,其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。下列說法正確的是()A.鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化B.FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,迅速發(fā)生轉(zhuǎn)化生成紅棕色粉末C.轉(zhuǎn)化發(fā)生反應(yīng)的類型是化合反應(yīng)D.加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化,加水溶解可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測答案:C解析:鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)題中轉(zhuǎn)化,A項(xiàng)錯誤;FeO是一種黑色粉末,不穩(wěn)定,在空氣中受熱,部分被氧化,氧化生成Fe3O4,B項(xiàng)錯誤;轉(zhuǎn)化發(fā)

18、生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3,屬于化合反應(yīng),C項(xiàng)正確;加熱Fe(OH)3發(fā)生轉(zhuǎn)化分解生成氧化鐵,氫氧化鐵不溶于水,加水溶解不可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,D項(xiàng)錯誤。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測1.現(xiàn)榨的蘋果汁在空氣中會由淡綠色變?yōu)樽攸S色,其原因可能是()A.蘋果汁中的Fe2+變成Fe3+B.蘋果汁中含有Cu2+C.蘋果汁含有OH-D.蘋果汁含有Fe3+答案:A解析:蘋果中含有Fe2+,把蘋果榨成蘋果汁之后,果汁中的Fe2+被空氣中的氧氣氧化成Fe3+。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測2.下列敘述不正確的是() 答案:D解析:A項(xiàng)發(fā)生反應(yīng):2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3,正確;B項(xiàng)發(fā)生反應(yīng):Fe+2FeCl3 = 3FeCl